Clasele principale de molecule non-lipide sunt proteine, acizi nucleici și carbohidrați, care sunt considerate molecule ale vieții. Aceste molecule, cunoscute și sub denumirea de "macromolecule", sunt alcătuite din lanțuri de unități mai mici de molecule organice numite monomeri, care sunt denumite "blocuri" de macromolecule.
În domeniul biochimiei, o moleculă este definită ca unitatea de bază a unei substanțe, constând dintr-un grup de atomi legați chimic. Macromoleculele găsite în organismele vii se formează prin pierderea unei molecule de apă, într-un proces numit reacție de condensare. Monomerii creați din acest proces sunt apoi strânși împreună pentru a sintetiza proteinele, carbohidrații și acizii nucleici.
Proteine
Blocurile fundamentale ale proteinelor se numesc aminoacizi, cu 20 de aminoacizi conținând o singură proteină. O enzimă este un exemplu de proteină. Acesta funcționează ca un catalizator în cele mai multe reacții biochimice și este o componentă esențială pentru supraviețuirea continuă a unui organism.
Acizi nucleici
Monomerii acizilor nucleici se numesc nucleotide. Acidul deoxiribonucleic sau ADN și acidul ribonucleic sau ARN sunt cele două tipuri primare de acizi nucleici. Acești compuși moleculari stochează materialul genetic și sunt vitale în sinteza proteinelor.
Carbohidrati
Monozaharidele, sau zaharurile simple, se combină pentru a forma carbohidrați complexi numiți polizaharide. Câteva exemple de polizaharide sunt amidonul și glicogenul, care sunt folosite în organism pentru stocarea energiei.